Аналого-цифровой преобразователь

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в системах автоматического измерения, а также в системах числового программного управления. Цель изобретения - повышение точности преобразования. Для этого в преобразователь, содержащий компаратор 5 элемент И 6, измерительный счетчик 7, счетчик 8, нульдетектор 16, генератор 21 пилообразного напряжения, источник 15 напряжения, блок 18 коррекции, генератор 9 тактовых импульсов, введены коммутатор 1, конденсатор 2, блок 3 ключей, интегратор 4, стабилизатор 17 напряжения, гистерезисный компаратор 14, дешифратор 13, цифроаналоговый преобразователь 20, источник 11 напряжения, адресный счетчик 12, реверсивный счетчик 19, компаратор 10. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„SU„„1481887

А1 (5д 4 Н 03 М 1/56

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOIVIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

БЙБЛ11

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4207761/24-24 (22) 09. 03 .87 (46) 23.05.89. Бюл. N- 19 (72) А.Н. Черногорский, В.И. Цветков, М.Л. Гринфельд, В.И. Филиппов и В.Ф. Левенталь (53) 681 .325(088 .8) (56) Быхтиаров Г.Д. и др. Аналогоцифровые преобразователи. — M.: Советское радио, 1980, с. 163, рис. 7.

Патент Великобритании Р 1573724, кл. Н 03 К 13/02, 1977. (54) АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в системах автоматического измерения, а также в системах числового программного управления. Цель изобретения — повышение точности преобразования. Для этого в преобразователь, содержащий комп аратор 5, элемент И 6, измерительный счетчик 7, счетчик 8,нуль-детектор 16, генератор 21 пилообразного напряжения, источник 15 напряжения, блок 18 коррекции, генератор 9 тактовых импульсов, введены коммутатор 1, конденсатор 2, блок 3 ключей, интегратор 4, стабилизатор 17 напряжения, гистерезисный компаратор 14, дешифратор 13, цифроаналоговый преобразователь 20, источник 11 напряжения, адресный счетчик

) 2, реверсивный счетчик 19, компаратор 10. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

1481 887

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в системах автоматического измерения, а также в системах числового программного управления.

Цель изобретения - повьппение точности преобразования.

На фиг. 1 приведена функциональная схема преобразователя, на фиг,2 " принципиальная схема генератора пилообразного напряжения1 на фиг. 3 принципиальная схема гистерезисного компаратора; на фиг. 4 - принципиальная схема стабилизатора напряжения; на фиг. 5 " принципиальная схема блока коррекции1 на фиг, бвременные диаграммы работы преобразователя.

Преобразователь (фиг. 1) содер- 20 жит коммутатор 1, конденсатор 2, блок 3 ключей, интегратор 4, компа: ратор 5, элемейт.И 6, измерительный счетчик 7, счетчик 8, генератор 9 тактовых импульсов, компаратор 10, 25 источник 11 напряжения, адресный счетчик 12, дешифратор 13, гистерезисный компаратор 14, источник

l.5 напряжения, нуль-детектор 16, стабилизатор 17 напряжения, блок 18 30 коррекции, реверсивный,счетчик 1 9> цифроаналоговый преобразователь 20, генератор 21 пилообразного напряжения.

Генератор пилообразного напряже- 35 ния (фиг. 2) содержит операционные усилители 22 и 23, конденсатор 24, резисторы 25-28, Гистерезисный компаратор (фиг. 3) содержит. операционный усилитель . 40

29, резисторы 30-33, стабилитрон 34, D-триггер 35.

Стабилизатор напряжения (фиг. 4) содержит двухсторонний стабилизатор

36, резисторы 37 и 38. 45

Блок коррекции(фиг. 5) содержит

D-триггер 39, элементы И-НЕ 40 и 41, инвертор 42.

На временных диаграммах (фиг.б) обозначено: U „(t) - график линейно 50 изменяющегося опорного (эталонного) напряжения U треугольной формы и постоянной крутизны, которое формируется на прямом выходе генератора

21; +О „„; положительное и отрица.тельною амплитудные значения напряжения U„; 0х — неизвестное измеряемое напряжение, снимаемое с выхода интегратора 4., Up - эталонное на пряжение, формируемое источником 11, Т ц — длительность цикла измерения, которая равняется длительности периода напряжения U; t „- начало так- . та измерения, которое соответствует моменту формирования заднего фронта импульса повторного включения а . С этого момента отсчитываются время Т„ и время T; ap - логический сигнал повторного включения, который формируется на выходе компаратора 1.0.

При этом задний фронт импульса а формируется в момент t на нарастающем участке графика U„(t), когда

U „= — U,; а „- логический сигнал смены знака йапряжения U, который формируется на выходе нуль-детектора 1 6. При переходе напряжения

U через нуль сигнал а „меняет свое значение, а „вЂ” логический сигнал наличия информации в счетчике 7, который формируется на выходе компаратора 5. Сигнал а„изменяет свое значение в момент t равенства напряжех ний U u U „ . С этого момента информация в счетчике 7 не изменяется;с >момент равенства напряжений U> и U„i который идентифицируется по заднему фронту сигнала а х. В этот момент заканчивается отсчет времени Т; Т„е временный эквивалент неизвестного напряжения Ux . T„= t х "о Uon энакопеременное стабилизированное по амплитуде опорное напряжение, форми- руемое на опорном выходе компаратора 1 4 . Знак напряжения U „меняется синхронно со знаком производной

6U /dt; bp„ — логический сигнал, меняющийся синхронно с напряжением

U о„. Сигнал Ь,„формируется на информационном выходе компаратора 14

t „„- начало цикла измерения (начало развертки линейного напряжения

U„, которая начинается со значения

--11„,„) ;,„„; середина цикла измерения. В этот момент напряжение U „ принимает свое максимальное значение +U „; Ь, - логический сигнал строб иров ан ия (раз решения работы) дешифратора 13 и компаратора 5. Сигнал Ь, формируется на стробирующем выходе компаратора 14) с - логический сигнал окончания отсчета "-талонного времени Т „ который формируется на первом выходе счетчика 8; момент окончания отсчета эталонного времени Т, который идентифицируется передним фронтом сигнала с э. В этот з 1481 8 момент в блоке IS проверяется условие равенства нулю напряжения

Т вЂ” эталонное время. Т э э э o с — логический сигнал сброса интею

5 гратора 4, который формируется на третьем выходе счетчика 8; с „- логический сигнал включения блока 3, который формируется на четвертом выходе счетчика 8. Сигнал с определяет с длительность такта разряда конденсатора 2, d — счетные импульсы, поступающие в течение времени Т„на вход счетчика 7, формируются на выходе элемента И 6, Т,— длительность тока заряда конденсатора 2, равная длительности высокого уровня сигнала

Ь ; Т „, — длительность такта разряда конденсатора 2, равная длительности высокого уровня сигнала с, 2p бx

Преобразователь работает следующим образом.

Измеряемые и входных,напряжений

U, U,...,0 „поступают в многоканальный АЦП (фиг. 1) по двухпровод- 25 ным линиям связи на информационные входы коммутатора 1, который имеет и пар информационных входов и одну пару выходов.

Коммутатор 1 и дешифратор 13 об- 3О разуют вместе схему аналогового мультиплексора, который обеспечивает выбор только одного из п входных каналов, блокируя при этом коммутацию всех остальных (n-1) каналов.

Выбор требуемой группы ключей коммутатора 1 осуществляется дешифратором 13 по коду N адреса i-го кана-. ла, который циклически, с постоянным периодом pGBHbM Tд формируется в 4(1 счетчике 12 и подается на информационные входы дешифратора 13.

Принцип временного деления каналов ВДК, использованный при построении предлагаемого АЦП, позволяет по- 45 очередно коммутировать и измерительных каналов в течение цикла дискретизации каждого канала, равного Та.

При этом sa каждым i-каналом закрепляется свой адрес Ы и соответствующий ему свой временной интервал, равный Тцр где T и = T

Счетчик 12 изменяет свое состояние, и соответственно, изменяет свой выходной код N „с постоянной частотой, равной частоте Г = 1/Т ц поступления на счетный вход импульсного логического сигнала а (фиг.б) .

Измерение i-го входного напряжения

U. начинается с его коммутации в на1 чале (i-1)-го цикла измерения на входы конденсатора 2. Длительность такта Т „заряда конденсатора 2 определяется логическим сигналом Ь, (фиг ° 6), который подается на стробирующий (разрешающий) вход дешифратора 2.

Логический сигнал Ь, блокирует или разрешает подачу сигналов управления на управляющие входы коммутатора l . .Благодаря этому, коммутатор 1 может находиться в двух состояниях . в выключенном, когда закрыты все группы ключей, и в включенном состоянии, когда открыта i-a группа ключей и измеряемое напряжение подается на обкладки конденсатора 2.

Включенному состоянию коммутатора

1 соответствует высокий уровень сигнала Ь,, а выключенному — низкий.

Конденсатор 2, осуществляя гальваническое разделение входных цепей от выходных, обеспечивает значительное подавление синфазных помех °

Для получения высокого быстродействия АЦП требуется выбирать конденсатор 2 небольшой емкости. Однако, непосредственное измерение напряже— ния на конденсаторе малой емкости не обеспечивает высокой точности АЦП, так как из-за конечного значения входного сопротивления измерительной цепи будет, происходить разряд конденсатора 2 во время выполнения операции аналого-цифрового преобразования.

Поэтому конденсатор 2 используеется в устройстве в качестве промежуточного запоминающего устройства (ЗУ), информация из которого после окончания такта заряда переда- . ется через блок 3 в интегратор 4.

Блок 3 содержит два параллельно включенных аналоговых ключа, которые включаются во второй полонине каждого цикла измерения высоким уровнем логического сигнала с б . Сигнал бк сб определяет длительность такта бк разряда конденсатора 2.

Длительность такта разряда значительно превышает постоянную времени цепи разряда конденсатора 2, что обеспечивает полное гашение напряжения U, (запомненного в i-м цикле измерения) к началу следующего (i+1) -го цикла измерения. Поэтому в

148

1887 е устройстве исключен режим работы ключей коммутатора 1 с двойным амп" литудным значением приложенного напряжения, равным 211, . Такой режим возможен в устройстве без гашения заряда конденсатора 2, когда к началу (i+)) -го цикла измерения конденсатор 2 хранит амплитудное значение напряжения U. i-ro цикла из1m мерения, равное и противоположное по знаку амплитудному значению ком" мутируемого напряжения U <;„1 m °

Для обеспечения высокой точности передачи информации из конденсатора

2 в интегратор 4 разряд конденсатора

2 выполняется эа калиброванное время через прецизионный входной резистор,, входящий в состав интегратора 4 ° Этим обеспечивается высокая стабильность коэффициента передачи цепи разряда конденсатора 2.

Интегратор 4 реализуется по типовой схеме на основе операционного усилителя с конденсатором в цепи отрицательной обратной связи и с использованием режима гашения заряда (разряда собственного конденсатора),, который выполняется в середине каждого цикла измерения при наличии логического сигнала с о.

Применение последовательной об. работки информации двух блоков ЗУ (конденсатора 2 и интегратора 4) приводит к увеличению затрат времени на обслуживание каждого канала, Чтобы скомпенсировать эти временные потери, в устройстве осуществляется параллельная обработка информации двух соседних каналов в течение времени Т /2. В результате этого длительность цикла измерения, равная времени Т„, которое в системе с ВДК отводится на обслуживание одного канала, сохраняется неизменной, хотя реальные затраты времени на канал составляют величину ЗТ„/2.

Параллельная обработка информации соседних каналов выполняется в первой половине каждого цикла измерения, когда вместе с коммутацией

i.-го канала осуществляется измерение напряжения (i-I)-ra канала.

В основу работы АЦП положен известный способ однократного интегрирования, использующий промежуточное преобразование неизвестного напряжения U в пропорциональный ему временной интервал, который измеряется

55 с помощью тактовых импульсов образцовой частоты f ц.

Принцип работы АЦП однократного интегрирования заключается в следующем.

Неизвестное. напряжение U „ сравнивается с линейно нарастающим опорным (эталонным) напряжением U „ постоянной крутизны. Операция сравнения двух напряжений, реализуется с помощью компаратора 5, выполняется от момента t,(ôèã,6) начала такта измерения до момента t „ равенства сравниваемых напряжений.

С этого же момента t о импульсы образцовой частоты Е о начинают накапливаться в счетчике 7. В момент

t „равенства..напряжений U < и U„срабатывает компаратор 5 и счет импульсов в счетчике прекращается. При этом значение кода, зафиксированное в счетчике 7, пропорционально неизвестному напряжению.

Интегратор 4 выполняет в АЦП роль источника неизвестного нанряжения U, которое равно измеряемому. Операция сравнения двух напряжений выполняется на нарастающем участке графика линейного напряжения Uä с помощью компаратора 5, который управляется высоким уровнем логического сигнала Ь,.

В момент t „ равенства сравниваемых напряжений U „ и Б„ компаратор 5 формирует нулевой уровень логического сигнала U„, который подается на один из двух входов элемента б, блокируя прохождение тактовых импульсов эталонной частоты К, на счетный вход счетчика 7, который формирует код N „, пропорциональный неизвестному напряжению U .

Логический сигнал U„ является признаком наличия информации в АЦП.

Его задний фронт, формируемый компаратором 5 в момент t „, инициирует действия системы, в которой применяется АЦП, направленные на чтение измерительной информации из счетчика 7 вместе с адресом канала, который хранится в счетчике 12.

Эта операция должна выполняться системой до момента формирования импульса повторного включения d, который осуществляет начальную установку АЦП.

Линейное напряжение U „, формируемое генератором 21, имеет симмет1481887 ричную треугольную форму. Длительность его периода принята в устройстве ва длительность Т,, цикла измерения, а момент t „„, когда линей5 ное напряжение U „принимает свое отрицательное амплитудное значение

-U„, принят за начало цикла измерения.

Началом такта измерения является момент t, который соответствует заднему фронту импульса повторного включения а,, формируемого на выходе компаратора 10 в.виде высокого уровня логического сигнала. !5

Передний фронт импульса повторного включения а формируется в момент равенства напряжения -П э и -U на спадающем участке графика V „(t), а задний фронт... — в момент t о ра- 20 венства напряжения -U и -U на участке возрастания линейного напряжения U„.

Импульс повторного включения а, выполняет в преобразователе две функ-25 ции: во-первых, функцию начальной установки АЦП в конце цикла измерения, во время которой производится операция сброса счетчиков 7 и 8 в нуль и операция увеличения содержимо- 30 го счетчика 12 на единицу, и, во-вторых, функцию идентификации (по заднему фронту импульса а,) момента t .

Точность идентификации начала .такта измерения зависит от точности компаратора 1 0 и от стабильности источника 11 ..

С момента t начинается измерение неизвестного напряжения U „. Счетчик

7 считает тактовые у ы d О эта 40 лонной частоты f, в течение времени

T x (t x — t ) от момента t до момента и „ срабатывания компаратора

5. Это время пропорционально амплитуде неизвестного напряжения U . Его 45 х двоичный эквивалент код N „хранится с момента t в счетчике 7.Величина N„ х определяется следующим выражением:

Nх= Т„/ТО= Kv„ý где Т вЂ” время, в течение которого

50 происходит накопление импульсов d в счетчике 7;

Т вЂ” период следования импульсов образцовой частоты fo, К вЂ” коэффициент пропорциональности.

Синхронизация работы преобразова,теля внутри каждого цикла измерения осуществляется с помощью счетчика 8, который, выполняя функции делителя эталонной частоты f,, обеспечивает формирование последовательности логических сигналов с, с, и с „.

Передний фронт импульса с соответствует моменту t проверки условия равенства нулю линейного напряжения Б„ на нарастающем участке графика U„(t) . Импульс с используется для формирования в блоке 18 корректирующего воздействия, обеспечивающего постоянство скорости нарастания линейного напряжения U „

Импульс сброса с„,, формируемый в конце такта измерения, переключает интегратор 4 в режим гашения заряда, а его инверсия — импульс с, инициирует формирование заднего фронта стробирующего импульса Ь,, который вырабатывается компаратором 14.

Сигнал с включения ключей блоьк ка 3 формируется после установки в нуль интегратора 4. Он подключает к двум входам интегратора 4 выводы конденсатора 2, обеспечивая его полный разряд к моменту формирования импульса повторного включения а

Компаратор 14 может находиться в двух стабильных состояниях: в состоянии "1" и в состоянии "0" . В этих состояниях на его опорном выходе, который подключен к общей точке соединения резисторов 30 и 31, формируются соответственно два равных по модулю значения аналогового напряженияU и +Uц H -U

Изменение состояния компаратора

14 происходит в моменты и „„, „

Мин т.е. в начале и в середине каждого цикла измерения. Переключение компаратора 14 в момент „„используется для формирования на его стробирующем выходе логического сигнала

Ь„. Этот сигнал формируется с помощью D-триггера 35.

D-триггер 35 взводится по С-входу передним фронтом сигнала Ь,„в момент " „„, а сбрасывается через калиброванное время сигналом с,.

Для повьппения стабильности частоты f „ колебаний линейного напряжения

Uä треугольной формы используется стабилизатор !7. Стабилизатор 17 осуществляет преобразование напряжения, формируемого на выходе усилителя 29, которое зависит от колебаний напря1481887

10 жения питания, в стабилизированное опорное напряжение U,, Рассмотрим формирование линейного напряжения Б„без учета воздействия напряжения U ок ° .

Предположим, что компаратор .14 находится в состоянии "1" — момент

Тогда на его опорном выходе формируется напряжение +U В этом случае на прямом выходе генератора

21 формируется возрастающее линейное напряжение, а на инверсномубывающее. Когда значение линейного напряжения на аналоговом входе компаратора 14 превысит по модулю порог срабатывания, т.е. достигнет своего отрицательного амплитудного значения -П„, то он переключится в состояние "0" — момент

При этом на линейном выходе компаратора 14 сформируется отрицательное значение напряжения -Б,„. Тогда с прямого выхода генератора 21 будет сниматься убывающее линейное напряжение U, которое будет убывать л до тех пор, пока модуль его величины не достигнет порога срабатывания, т.е. когда на опорном входе компаратора 14 входное напряжение достигнет величины +U„„., В этот момент t „линейное напряжение U достигнет своего амплитудл ного значения -U, компаратор 14 л п вновь перейдет в состояние "1", а линейное напряжение У„снова начнет возрастать. Начнется новый цикл измерения.

Таким образом, на выходе генератора 21 генерируется линейное напряжение U„ симметричной треугольной формы с периодом Т колебаний, равным (1)

Кr ê где R „- входное сопротивление генератора 21 по опорному входу, которое равняется сумме сопротивлений резисторов 25 и 26;

С „ — емкость конденсатора 24 в цепи обратной связи гене ратора 21;

К „„ — коэффициент передачи компаратора 14. Он определяется из равенства U,„=. К,„П „

Скорость изменения линейного напряжения U „, которую можно оценить коэффициентом К,„опорной крутизны (характеризует угол наклона ветвей временной характеристики И „(t) генератора 21), определяется выражением

dU л 4Uwm Uлт, К гн (2) где К „ - коэффициент опорной крутизны при управлении генератора 21 по опорному

10 входу.

Как видно из выражения (2), требуемый наклон ветвей временной характеристики U „(t) можно легко обеспечить за счет выбора определенных значений параметров R о„ и С, Однако благодаря этой же параметрической зависимости, коэффициент К,„может меняться с течением времени из-за старения элементов и в функции от температуры.

Для стабилизации крутизны линейного напряжения U„ a устройстве предусмотрено формирование с помощью

ЦАП 20 корректирующего сигнала (то25 ка коррекции), который получается из опорного напряжения U êîððåêции, снимаемого с выхода стабилизатора 17. Напряжение U,„ ÿâëÿåòñÿ опорным .напряжением ЦАП 20. Поэтому

g0 величины U è Uz связаны линейной зависимостью и их знаки совпадают.

Меняя код N „ коррекции, который управляет коэффициентом передачи ЦАП

20, можно менять ток коррекции, который поступает из ЦАП 20 на вход коррекции генератора 21, ускоряя или замедляя скорость изменения линейного напряжения U

Влияние корректирующего воздейст— вия N „на крутизну формируемого линейного напряжения U „ можно оценить с помощью коэффициента дК коррекции крутизны, равного

Бок Мк

45 ЛК = ° — >

В С„2 где R сопротивление корректирующей цепи, состоит из суммы входных сопротивлений стабилизатора 17, ЦАП 20 и входного сопротивления генератора 21 по входу коррекции; разрядность ЦАП 20.

С учетом корректирующего сигнала требуемый постоянный наклон ветвей временной характеристики U „(t) можно оценить с помощью эталонного коэф1481887

12 фициента К крутизны, который равняется сумме коэффициентов К,„и дК:

К, = К,„+ лК вЂ” const

Задача коррекции крутизны заключается в поддержании при К,„=Var неизменной величины К за счет из3 менения величины с К.

Чтобы обеспечить симметрию при коррекции крутизны линейного напряжения U „ в обе стороны (в сторону увеличения и в сторону уменьшения коэффициента с! К), желательно в качестве рабочей точки ЦАП 20 выбрать начальный короектирующий код М. из середины шкалы корректирующего кода

N, т.е. выполнить условие

/ 1

IVI- 1

ы,= г

СфоРмиРовать коРРектирующе@ воз- действие можно следующим образом. зафиксировать момент t, равенства напряжений -U и - Б „ на возрастающем ,участке графика U(t); с момента to

2О

Тогда начальная установка требуемого коэффициента К, осуществляемая путем изменения сопротивления R должна производиться при наличии на цифровых входах ЦАП 20 начального 25 корректирующего кода N,.

Требуемый эталонный наклон ветвей временной характеристики V„(t) генератора 21 можно обеспечить путем привязки одной из ее ветвей, 3р например возрастающей, к двум выб-. ранным опорным точкам, через которые можно провести только однузпрямую, например эталонную, с требуемым наклоном, равным коэффициенту К,.

В устройстве нижняя опорная точка графика U „(t), соответствующая моменту t, задается источником 11, на выходе которого формируется эталонное напряжение, равное W, 40

Верхняя опорная точка, соответствующая моменту Т, задается источником 15 в качестве которого используется нулевое напряжение — напряжение сигнальной "земли".

Таким образом, нижняя опорная точка эталонного графика линейного напряжения U „имеет координаты (-U>„

t ), а верхняя опорная точка — координаты (О, t ), При этом выполняется равенство

Ор Ua

3 tç- t о Тэ отсчитать эталонное время Т и зафиксировать момент t ; в момент

3 проверить условие V „т О, причем если

У „ > О (скорость изменения напряжения Б„ больше нормы), то уменьшить значение корректирующего кода N н счетчике 19 на квант, а если U „с О, то увеличть значение кода N „на квант

Вариант V О не анализируется, так как проверку выполнения условия

U„> О обычно реализуют на компараторе, который имеет только два выходных состояния: 1 и О

Поэтому при значении U „, близкому к нулю, что соответствует установившемуся режиму, система автоматического регулирования крутизны будет находиться в автоколебательном режиме с амплитудой автоколебаний +1 дискрета.

Формирование корректирующего кода

N осуществляется следующим образом.

К

В момент t запускается счетчик 8 и начинается отсчет времени,T . В момент t счетчик 8 формирует передний фронт логического сигнала с, который поступает на С-вход D-триггера

39. На D-вход этого D-триггера 39 подается знаковый логический сигнал с выхода нуль-детектора 16.

Нуль-детектор 1 6, который представляет собой компаратор, может находиться в двух состояниях: в состоянии "1", когда U „ с О, и в состоянии "О, когда U > О.

Если в момент t на знаковый

3 вход блока 1 8 поступает высокий уровень знакового логического сигнала, то D-триггер 39 переходит в состояние "1". Если U„ О, то D-триггер

11

39 устанавливается в состояние О

Логический сигнал Ъ,„, поступающий в момент t „,на счетный вход блока 1 8, производит опрос состояний выходов D-триггера с помощью элементов 40 и 41 и формирует на одном из двух выходов блока 18 импульс коррекции, который своим задним фронтом (момент t „„„) изменяет на квант состояние счетчика 19.

Операции коррекции крутизны линейного напряжения выполняется в каждом цикле измерения.

В установившемся режиме импульсы коррекции приходят поочередно на суммирующий и вычитающий входы счетчика

19.

13 1481 8 /

Таким образом, по сравнению с известным, предлагаемый преобразователь обладает следующими преимуществами;, ° обеспечивает повышение точности пре5 образования за счет цифровой коррекции (с высокой разрешающей способностью) крутизны линейно нарастающего опорного напряжения по двум эталонным напряжениям, обеспечивает по- 10

| давление синфазных шумов путем гальванического разделения входных цепей от измерительных с помощью конденсатора, позволяет упростить техническую реализацию преобразователя за счет использования принципа временного деления каналов, улучшает контролепригодность за счет уменьшения объема индивидуального оборудования каждого измерительного канала ° 20

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

1 . Аналого-цифровой преобразователь, содержащий первый компаратор, выход которого соединен с первым вхо- 25 дом элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора такто- вых импульсов и объединен со счетным входом счетчика импульсов, а выход элемента И соединен со счетным вхо- 30 дом измерительного счетчика, вход сброса которого объединен с входом счетчика импульсов, первый выход счетчика импульсов соединен с тактовым входом блока коррекции, знаковый вход которого соединен с выходом нуль детектора, первый вход которого объединен с первым информационным входом первого компаратора и соединен с прямым выходом генератора пилообраз- 40 ного напряжения, второй вход нульдетектора соединен с выходом первого источника напряжения, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности преобразования, в него 45 введены блок ключей, второй компаратор, коммутатор, накопительный элемент, выполненный на конденсаторе, интегратор, адресный счетчик, стабилизатор напряжения, гистерезисный компаратор, дешифратор, реверсивный счетчик, цифроаналоговый преобразователь, второй источник напряжения, выход которого соединен с первым входом второго компаратора, второй вход которого объединен с первым входом

55 нуль-детектора, а выход соединен с входом сброса счетчика импульсов и со счетным входом адресного счетчика, выходы которого соединены с соответствующими входами дешифратора и являются шинами адреса канала, выходы дешифратора соединены с соответствующими управляющими входами коммутатора; стробирующий вход дешифратора объединен со стробирующим входом первого компаратора и соединен со стробирующим выходом гистерезисного компаратора, информационный выход которого соединен со считывающим входом блока коррекции, а аналоговый вход — с инверсным выходом генератора пилообразного напряжения, опорный выход гистереэисного компаратора соединен с входом стабилизатора напряжения и опорным входом генератора пилообразного напряжения, вход сброса гистерезисного компаратора соединен с вторым выходом счетчика импульсов, третий и четвертый выходы которого соединены соответственно с управляющими входами интегратора и блока ключей, информационные входы коммутатора являются шинами входных сигналов, первый выход коммутатора объединен с первым выводом конденсатора и соединен с первым информационным входом блока ключей, второй выход коммутатора объединен с вторым выводом конденсатора и соединен с вторым информационным входом блока ключей, первый и второй выходы которого соединены соответственно с первым и вторым входами.интегратора, выход которого соединен с вторым информационным входом первого компаратора, выход которого является шиной сигнала наличия информации, выходы измерительного счетчика являются соответствующими выходными шинами, выход стабилизатора напряжения соединен с опорным входом цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с входом коррекции, генератора пилообразного напряжения, информационные входы цифроаналогового преобразователя соединены с соответствующими выходами реверсивного счетчика, вход сложения и вычитания которого соединен соответственно с первым и вторым выходами блока коррекции.

2. Преобразователь по и. 1, о тл и ч а ю шийся тем, что блок коррекции выполнен на D-триггере, инверторе и первом и втором элементах

И-НЕ, выходы которых являются соответственно первым и вторым выходами

1481887

ФигЗ блока, первые входы первого и второго элементов И-НЕ объединены и соединены с выходом инвертора, вход которого является считывающим входом блока, вторые входы первого и второго элементов И-НЕ соединены со-. ответственно с прямым и инверсным выходами D-триггера, С- и D-входы которого являются соответственно тактовым и знаковым входами блока.

3. Преобразователь по и. 1, о тл и ч а ю шийся тем, что гистереэисный компаратор выполнен на четырех резисторах Р-триггере, операУ ционном усилителе и стабилитроне, анод которого является шиной нуле" вого потенциала, а катод соединен с первым выводом первого резистора, с выходом D-триггера и является информационным выходом блока, строби5 рующим выходом которого является прямой выход D-триггера, R-вход которого является входом сброса блока, второй вывод первого резистора объединен с первым выводом второго резистора и соединен с выходом операционного усилителя, инверсный вход которого является шиной нулевого потенциала, прямой вход соединен с первыми выводами третьего и четвертого резисторов, второй вывод которого является аналоговьи входом блока, а вторые выводы третьего и второго резисторов объединены и являются опорным выходом блока.

148! 887 Л ®

4 карл

l ми fg гмкг

Фиг.Ю

Составитель А. Титов

Редактор Н. Тупица Техред Л. Олийнык Корректор И, Горная

Заказ 2701/56 Тираж 885 Подл исн о е

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101